一种功率开关管的过流保护电路和过流保护方法与流程

技术特征：
1.一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，包括：驱动器(100)、功率开关管(101)、比较器(102)、栅极驱动电路(103)、电压采样电路(105)、基准电压电路(106)和驱动器输出端电源关断电路(107)；所述栅极驱动电路(103)一端与驱动器(100)连接，一端与功率开关管(101)的栅极连接；所述电压采样电路(105)，一端与功率开关管(101)连接，一端与比较器(102)的第一输入端连接，用于采集功率开关管(101)的去饱和电压并输出给比较器(102)的第一输入端；所述基准电压电路(106)与比较器(102)的第二输入端连接，基准电压电路(106)生成基准电压并输出给比较器(102)的第二输入端；所述驱动器输出端电源关断电路(107)一端与比较器(102)的输出端连接，一端与驱动器(100)连接，用于控制驱动器输出端电源的通断；所述比较器(102)将去饱和电压与基准电压比较后输出低电平或高电平给驱动器输出端电源关断电路(107)，控制驱动器输出端电源的通断，控制驱动器(100)输出端的栅极驱动信号的通断，从而通过栅极驱动电路(103)控制功率开关管(101)的通断。2.根据权利要求1所述的一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，所述驱动器(100)的输出端包括电源v
c
，栅极驱动端v
g
和公共端v
e
。3.根据权利要求1所述的一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，所述比较器(102)的电源与驱动器(100)的输出端的电源v
c
同电位，比较器(102)的公共端与驱动器(100)的输出端的公共端v
e
同电位。4.根据权利要求1所述的一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，所述功率开关管(101)为金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)或绝缘栅型双极晶体管(igbt)。5.根据权利要求4所述的一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，所述栅极驱动电路(103)由第八电阻器(210)、第九电阻器(212)和电容器(211)组成，所述第八电阻器(210)一端与驱动器(100)的栅极驱动端v
g
连接，另一端与igbt或mosfet的栅极连接，所述第九电阻器(212)一端与igbt或mosfet的栅极连接，另一端与igbt发射极或mosfet源极连接，所述电容器(211)一端与igbt或mosfet驱动器(100)的栅极驱动端v
g
连接，另一端与igbt或mosfet的栅极连接，第九电阻器(212)一端与igbt或mosfet的栅极连接，另一端与igbt发射极或mosfet源极连接。6.根据权利要求4所述的一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，所述电压采样电路(105)由第一二极管(209)、第七电阻器(208)、第五电阻器(206)和第六电阻器(207)组成，所述第一二极管(209)的阴极与igbt集电极或mosfet漏极连接，第一二极管(209)的阳极与第七电阻器(208)的一端串联，所述第七电阻器(208)的另一端与所述比较器(102)的第一输入端连接，所述第五电阻器(206)的一端与igbt或mosfet栅极驱动电源v
c
连接，另一端与所述比较器(102)的第一输入端连接，第六电阻器(207)的一端与所述比较器(102)的第一输入端连接，另一端与所述驱动器(100)的公共端v
e
连接。7.根据权利要求4所述的一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，所述基准电压电路(106)由第三电阻器(204)和第四电阻器(205)组成，所述第三电阻器(204)一端与igbt或mosfet栅极驱动电源v
c
连接，另一端与所述比较器(102)的第二输入端连接，所述第四电
阻器(205)一端与所述比较器(102)的第二输入端连接，另一端与所述驱动器(100)的公共端v
e
连接。8.根据权利要求4所述的一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，驱动器输出端电源关断电路(107)由三极管(201)，第一电阻器(202)和第二电阻器(203)组成，三极管(201)的发射极与驱动器(100)输出端电源v
c
连接，所述三极管(201)基极与所述比较器(102)的输出端连接，所述三极管(201)的集电极与驱动器(100)输出端电源v
c
连接，第一电阻器(202)一端与igbt或mosfet栅极驱动电源v
c
连接，另一端与所述比较器(102)的输出端连接，第二电阻器(203)的一端与所述比较器(102)的输出端连接，另一端与所述驱动器(100)的公共端v
e
连接。9.根据权利要求4所述的一种功率开关管的过流保护电路，其特征在于，还包括放电电路(104)，所述放电电路(104)由第二二极管(213)和第十电阻器(214)组成，第二二极管(213)阳极与igbt或mosfet栅极连接，第二二极管(213)阴极与第十电阻器(214)一端串联，所述第十电阻器(214)另一端与igbt或mosfet栅极驱动电源v
c
连接。10.一种功率开关管的过流保护方法，其特征在于，基于权利要求1-9任一所述的功率开关管的过流保护电路，包括以下步骤：电压采样电路(105)实时检测功率开关管(101)的去饱和电压；比较器(102)比较去饱和电压和基准电压电路(106)生成的基准电压；当去饱和电压大于基准电压时，比较器(102)输出高电平；当比较器(102)输出高电平时，驱动器输出端电源关断电路(107)断路，驱动器输出端电源被断开，功率开关管(101)的栅极驱动信号断开，使功率开关管(101)断开。

技术总结
本发明提供了一种功率开关管的过流保护电路和过流保护方法，所述过流保护电路包括电压采样电路用于采集功率开关管的去饱和电压并输出给比较器的第一输入端；基准电压电路生成基准电压并输出给比较器的第二输入端；比较器将去饱和电压与基准电压比较后输出低电平或高电平给驱动器输出端电源关断电路，控制驱动器输出端电源的通断，控制驱动器输出端的栅极驱动信号的通断，从而通过栅极驱动电路控制功率开关管的通断。本发明在去饱和检测的基础上，直接关断驱动器输出端的驱动信号，不需要经过驱动器内部的控制逻辑来关断输出端的驱动信号，从而快速关断功率开关管。从而快速关断功率开关管。从而快速关断功率开关管。


技术研发人员：李小斌
受保护的技术使用者：宁波奥克斯智能商用空调制造有限公司
技术研发日：2020.05.18
技术公布日：2021/11/23